JP4049263B2

JP4049263B2 - 多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置

Info

Publication number: JP4049263B2
Application number: JP2003142104A
Authority: JP
Inventors: 洋一上代
Original assignee: Hirox Co Ltd
Current assignee: Hirox Co Ltd
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004344016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段に積み重ねられた培養容器内で培養中の細胞の状態をそのまま外部から光学的な手段で観察するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一度に多量の細胞を培養するための容器として、セルファクトリー（ナルジェヌンクインターナショナルコーポレーション社商品名）が公知である。このセルファクトリーは、容器を複数段に重ね合わせて固定した構成から成り、各段の容器内には、通常約１／２のレベルまで培養液が収容されている。このため、細胞の培養状態を観察しようとしても、最上段と最下段の容器内の培養状態は外部から目視、あるいは光学的な手段で観察可能であるが、それ以外の容器内の培養状態は他の容器が邪魔して観察できない。
そこで、従来は最上段と最下段の容器内の培養状態のみを観察することによって、他の段も同じと判断していたが、出来れば、全段について観察することが望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯る点に鑑みて提案されるものであって、その目的は、多段に積み重ねられた培養容器内に培養された細胞を光学的な手段により、各段ごとに観察できる装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置において、透明又は半透明の材質により成形された培養容器を水平かつ多段に積み重ねた状態で当該各容器内に培養された細胞を観察するための装置であって、この装置は、照明手段とこの照明手段により照明された部位を観察するための光学観察手段とから成ると共に、前記照明手段と光学観察手段は、前記水平に置かれた培養容器を斜めに横切る斜めの光軸線上において、前記培養容器を間に置き、かつ光学観察手段は上向きに、照明手段は下向きに対向して配置され、観察に際しては、前記光軸線内に培養容器を位置させることを特徴とするものである。
【０００５】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１の照明手段と光学観察手段は、培養容器に沿って各段ごとに停止しながら上下方向に制御自在の駆動装置により駆動されるカメラフレームに取り付けられていることを特徴とするものである。
この発明により、観察装置の全自動化が可能である。
【０００６】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１の照明手段と光学観察手段の光軸は、その角度が調整自在であることを特徴とするものである。
この発明により、培養容器内の細胞の状態を液面に合わせて、最良の状態で観察することができる。
【０００７】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１の光学観察手段は、下段の培養容器内の液面より上の側壁から直近の上段の培養容器の底板面に接している細胞を観察することを特徴とするものである。
【０００８】
更に、請求項５に記載の発明においては、請求項１の照明手段には、その光束の一部をカットして細胞に影をつけることができるようにするための光束カット手段が取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
更に、請求項６に記載の発明においては、請求項１の多段式の培養容器は、水平容器に移動自在のワーク戴置台に戴置されると共にこのワーク戴置台は、照明手段と光学観察手段の光軸内において水平方向の移動が制御自在であることを特徴とするものである。
この発明により、観察装置の全自動化が可能である。
【００１０】
【作用】
上記多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置は、多段に積み重ねた培養容器を観察装置のワーク戴置台上にセットし、これを照明手段と光学観察手段（カメラフレーム）の間に移動させる。照明手段と光学観察手段は、例えば、全段の培養容器内の細胞を観察する場合には、一番上又は一番下の培養容器に合わせ、あとは自動又は手動により照明手段と光学観察手段を一段ごとに下降又は上昇させ、各培養容器ごとに撮影した映像をコンピュータの画面又はビデオモニター等上に映し出し、同時に（必要な場合には）媒体に記録する。この各段の観察において、一段ごとに複数ポイントで観察することも可能であり、この時には、ワーク戴置台を水平方向に移動させて一段の培養容器においてポイントを換えながら行う。
特定の段の培養容器内を観察する場合には、この段の培養容器の識別子をコントローラに入力することにより、駆動装置は自動的に照明手段と光学観察手段を識別子によって特定されている培養容器のところに移動して観察を行う。
【００１１】
【実施例】
図１は、観察装置の全体を示す正面図、図２は観察装置を図１において右方向から見たときの正面図、図３は観察装置の平面図、図４は照明手段と光学観察手段及び培養容器の関係を示す平面図、図５は照明手段と光学観察手段及び培養容器の関係を示す正面図、図６は光学観察手段で培養容器内の細胞を観察している状態の説明図、図７はワーク戴置台を上下に駆動する装置の説明図、図８はワーク戴置台を水平方向に駆動する装置の説明図、図９は光束をカットした状態の説明図である。
【００１２】
上記各図において、符号の１は観察装置であって、この観察装置は、テーブル２上において、図３に示すように、ガイド３に対して軸受３ａを介して水平方向にスライド自在に取り付けられたワーク戴置台４と、このワーク戴置台４の側方において、図８に示すように前記ガイド３と平行に配置され、モータ６により正、逆回転自在のＸ軸ねじ棹５と、このＸ軸ねじ棹５に装着されたブロックナット７と、このブロックナット７と前記ワーク戴置台４を連結している連棹８から成るＸ軸アクチエータ９及び前記Ｘ軸アクチェエータ９の奥において、図７に示すように垂直方向に配置され、モータ１２により正、逆回転自在のＺ軸ねじ棹１１と、このＺ軸ねじ棹１１に装着されたブロックナット１３と、このブロックナット１３に取り付けられたカメラフレーム１４と、このカメラフレーム１４の上方において、斜め下向きに取り付けられた照明ユニット１５と、このカメラフレーム１４に対して斜め上向きに取り付けられたレンズ及びＣＣＤカメラ（超小型近接撮影装置）１６とから成るＺ軸アクチェエータ１７を主要構成要素としている。
【００１３】
上記構成において、照明ユニット１５とレンズ及びＣＣＤカメラ１６の光軸ａは同軸に設定され、この光軸ａの角度はカメラフレーム１４の角度を変えることにより、自由に調整することができる。また、照明ユニット１５は、その光束１５ａの径の大きいものが選択されていて、この光束１５ａは、シャッター装置（図示せず）により、図９に示すように、光束１５ａの一部を任意にカット１５ｂすることができる。
【００１４】
次に、上記構成から成る観察装置１について、その使用例を説明する。
先ず、図１、図２に示すように、セルファクトリー１８は右端に寄せたワーク戴置台４上にセットし、観察開始用のキーを操作すると、モータ６が駆動してＸ軸ねじ棹５が回転し、この回転によりブロックナット７が図１、図３において右から左方向に移動することにより、ワーク戴置台４がガイド３に沿って右から左方向に一緒に移動する。そして、セルファクトリー１８が左端の位置まで移動すると、モータ６が停止してワーク戴置台４が止る。この状態において、照明ユニット１５とレンズ及びＣＣＤカメラ１６の光軸ａはセルファクトリー１８において、図４に示すように一番端（手前）にある。
【００１５】
この状態において、カメラフレーム１４を図２に示すように下降させて光軸ａを最下段（但し、図５、図６の位置は下から二段目）の培養容器１８ａに合わせ、更に光軸ａの角度を約４５°に調整する。この角度は、培養容器１８ａ内の培養液１８ｂの液面上の空間の側壁を経由して直近の上段の培養容器１８ａの底面１８ｃにレンズ及びＣＣＤカメラ１６の焦点が合う角度のため、培養液１８ｂの液面のレベルによっては、４５°よりも小さくなったり、大きくなったりする。但し、照明光の屈折率などからは、光軸ａは４５°が最も好ましい。
カメラフレーム１４の角度の調整が終り、観察キーを操作すると、先ず培養容器１８ａの端に近い位置で観察を行い、この映像はコンピュータの画面又はビデオモニタに映し出され、この映像は記録媒体にとり込まれる。
【００１６】
一点の撮影が終ると、モータ６が駆動してＺ軸ねじ棹５が回転し、ワーク戴置台４を培養容器１８ａの巾の１／２移動させて止る。このようにして培養容器１８ａの１／２（中間）で２度目の観察を終り、更にワーク戴置台４が移動して培養容器１８ａの端にレンズ及びＣＣＤカメラ１６の光軸ａを位置させ、ここで３度目の撮影を行う。最下段の培養容器１８ａについて３ポイントの撮影が終ると、ワーク戴置台４が再び前進して止り、次にＸ軸アクチェエータ１７が駆動して二段目の培養容器１８ａのところに照明ユニット１５とレンズ及びＣＣＤカメラ１６をセットし、同じように３ポイントの撮影を行い、これが終ると３段目の培養容器１６ａへ移り、この繰り返しにより、例えば４０段のセルファクトリー１８すべてについて、３ポイント撮影の場合、１２０回の撮影をすべて自動で行う。以上の撮影の制御は、すべて制御回路が行うが、自動制御を切り、マニアルでの撮影も勿論行うこともできるようになっている。
細胞を撮影するとき、この細胞を鮮明に撮影できるようにするため、図９に示すように、照明ユニット１５の光束１５ａの一部をカット１５ｂする。このようにすると、カット１５ｂした側が暗くなり、影がつくので、この影を利用して細胞を立体的、そして鮮明に撮影することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は以上のように、セルファクトリーで培養中の細胞の様子を、各段すべての培養容器について、光学的な手段で撮影し、観察及び記録することができる。
また、制御回路により撮影はすべて自動化することが可能なため、観察作業に人手と時間がかからない。
また、本発明においては、光束の直径の大きい照明手段を利用したことにより、照明光軸が少しずれても撮影に支障がなく、更に光束の一部をカットすることにより、コントラストのついた、立体的で鮮明な映像を映し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る観察装置の正面図。
【図２】本発明に係る観察装置の側面図。
【図３】本発明に係る観察装置の平面図。
【図４】照明ユニットとレンズ及びＣＣＤカメラ及びセルファクトリーの関係を示す平面図。
【図５】照明ユニットとレンズ及びＣＣＤカメラ及びセルファクトリーの関係を示す正面図。
【図６】レンズ及びＣＣＤカメラで撮影している状態の説明図。
【図７】Ｚ軸アクチェエータの説明図。
【図８】Ｘ軸アクチェエータの説明図。
【図９】光束をカットした状態の説明図。
【符号の説明】
１観察装置
２テーブル
４ワーク戴置台
９Ｘ軸アクチェエータ
１４カメラフレーム
１５照明用ユニット
１６レンズ及びＣＣＤカメラ
１７Ｚ軸アクチェエータ
１８セルファクトリー

Claims

透明又は半透明の材質により成形された培養容器を水平かつ多段に積み重ねた状態で当該各容器内に培養された細胞を観察するための装置であって、この装置は、照明手段とこの照明手段により照明された部位を観察するための光学観察手段とから成ると共に、前記照明手段と光学観察手段は、前記水平に置かれた培養容器を斜めに横切る斜めの光軸線上において、前記培養容器を間に置き、かつ光学観察手段は上向きに、照明手段は下向きに対向して配置され、観察に際しては、前記光軸線内に培養容器を位置させることを特徴とする多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置。
請求項１の照明手段と光学観察手段は、培養容器に沿って各段ごとに停止しながら上下方向に制御自在の駆動装置により駆動されるカメラフレームに取り付けられていることを特徴とする多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置。
請求項１の照明手段と光学観察手段の光軸は、その角度が調整自在であることを特徴とする多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置。
請求項１の光学観察手段は、下段の培養容器内の液面より上の側壁から直近の上段の培養容器の底板面に接している細胞を観察することを特徴とする多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置。
請求項１の照明手段には、その光束の一部をカットして細胞に影をつけることができるようにするための光束カット手段が取り付けられていることを特徴とする多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置。
請求項１の多段式の培養容器は、水平方向に移動自在のワーク戴置台に戴置されると共にこのワーク戴置台は、照明手段と光学観察手段の光軸内において水平方向の移動が制御自在であることを特徴とする多段式培養容器内に培養された細胞の観察装置。